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2012 年度 実績報告書

都市型バイオマスからのバイオエタノール生産用酵母の育種

研究課題

研究課題/領域番号 23658082
研究機関崇城大学

研究代表者

田口 久貴  崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (90212018)

研究分担者 赤松 隆  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (50133567)
キーワードバイオエタノール / Saccharomyces cerevisiae / D-乳酸 / JEN1 / DLD1 / DLD2 / DLD3 / 都市型バイオマス
研究概要

生ゴミに乳酸菌を噴霧し、pH を低下させ、雑菌汚染を防ぎ、バイオエタノールの原料として用いる。生じた乳酸もエタノールに変換できるシステム開発を行う。本研究では実用酵母(NAM34-4C株)から、乳酸取り込み系の遺伝子(JEN1)や乳酸脱水素酵素遺伝子(DLD1, DLD2, DLD3)の構成化株と欠損株を育種し、乳酸から効率良くエタノールを生産できる実用酵母の育種を目的とした。
NAM34-4C株の生育とエタノール生産に対するD-乳酸とL-乳酸の効果について調べた。NAM34-4C株は、L-乳酸培地よりもD-乳酸培地で、より多くのエタノールを生産した。NAM34-4C株によるD-乳酸からのエタノール生産条件の最適化を行い、最大エタノール生産量は2.7 g/Lとなり、初発条件のエタノール量の約4倍となった。初めて乳酸からのエタノール生産条件を見いだした。酵母の乳酸輸送体であるJen1p遺伝子の構成化株(NAM-JC)と欠損株(NAM-JN)を育種した。NAM-JC株による最大エタノール生産量は、NAM34-4C株の最大生産量より2.4倍高かった。一方、NAM-JN株による最大エタノール生産量は、NAM34-4C株の約5分の1であった。このように、D-乳酸からの効率的なエタノール生産には、Jen1pの発現が必要であり、JEN1構成化はエタノール生産性を向上させた。D-乳酸脱水素酵素(DLD1、DLD2、DLD3)に対する変異株(各欠損株と各構成化株)を育種した。DLD1を構成化するとエタノール生産性が野生株より1.5倍向上することが分かった。さらに、DLD2とDLD3の構成化は、D-乳酸からのエタノール生産に影響しないことが分かった。JEN1-DLD1二重構成化株を育種し、エタノール生産量が1.1倍上昇したが、グルコースと乳酸の同時発酵条件の決定には至らなかった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Ethanol production from D-lactic acid by lactic acid-assimilating Saccharomyces cerevisiae NAM34-4C2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Wakamatsu
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 116 ページ: 印刷中

    • DOI

      org/10.1016/j.jbiosc.2013.01.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Ethanol Production from D-Lactic Acid by Constitutive Expression of Lactate Transporter Jen1p in Saccharomyces cerevisiae2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Wakamatsu
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeの乳酸資化・発酵におけるJEN1とADY2の役割2012

    • 著者名/発表者名
      谷龍典
    • 学会等名
      日本生物工学会九州支部大会
    • 発表場所
      別府大学
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 変異型JEN1を導入したSaccharomyces cerevisiaeによる乳酸からのエタノール生産2012

    • 著者名/発表者名
      若松 誠
    • 学会等名
      日本生物工学会九州支部大会
    • 発表場所
      別府大学
    • 年月日
      20121201-20121201

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公開日: 2014-07-24  

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